对气候变化采取越来越多的行动正在促使全球组织提出新的要求，以提高温室气体(GHG) 排放监测的准确性和可靠性。为了满足这一要求，Signal Scientech 敦促燃烧设备（例如锅炉和焚化炉）的运营商在温室气体测量或已安装的连续排放监测系统的校准参考方法分析仪（GHG)用于二氧化碳(CO₂)和一氧化二氮 (N₂O)。

背景

温室气体吸收和释放地球表面辐射的一些能量。这种能量吸收导致全球变暖；因此，大气中温室气体浓度的增加会增强这一过程。CO₂是广为人知的温室气体，但其他温室气体包括甲烷 (CH₄)、一氧化二氮和氟化气体，例如 CFC。温室气体在吸收能量的能力和在大气中停留的时间方面各不相同。因此，甲烷的全球变暖潜势 (GWP) 是 CO₂的28-36 倍，N₂O 的 GWP是CO₂的 265-298倍，许多氟化物的GWP可能高达数千或数万。

“碳排放”一词通常用作涵盖所有温室气体排放的术语。这是因为不同的气体具有不同的全球变暖潜能值 (GWP)，这是衡量 1 吨气体排放量在给定时间段内相对于1吨二氧化碳排放量将吸收多少能量的量度。

在1997年京都议定书的基础上，2015 年的《巴黎协定》是第一个具有法律约束力的全球气候变化承诺。它旨在将全球变暖幅度限制在远低于2度的范围内，并要求每五年提交一次温室气体减排计划。

随着人们对气候变化影响的日益关注，世界各国政府一直在履行进一步减少温室气体排放的承诺。例如：在英国，政府宣布了一项计划，到 2035 年将碳排放量减少 78%（相对于1990年的水平），到2030年将碳排放量比2005年的水平减少50-52%。这些承诺在计划于2021年11月在格拉斯哥举行的联合国气候变化大会 (COP26) 之前到来。

在欧盟，指令2003/87/EC建立了共同体内温室气体排放配额交易的计划。根据该计划，运营商将被要求监测所有类型燃烧过程的CO₂排放，包括：锅炉、燃烧器、涡轮机、加热器、熔炉、焚化炉、煅烧炉、窑炉、烘箱、干燥机、发动机、燃料电池、化学循环燃烧装置、火炬、热或催化后燃烧装置、洗涤器（工艺排放物）和任何其他使用燃料的设备或机械，但用于运输目的的除外。

监控要求

监测是温室气体排放配额交易计划的重要组成部分。从污染控制的角度来看，过去，大多数受监管的工业流程的运营商没有必要监测温室气体排放。然而，现在各国政府要能够衡量和改善温室气体排放量，必须进行监测。英格兰环境署的的规定，敦促废物能源 (EfW) 工厂的运营商校准其CEMS的流量、CO₂ 和 N₂O。这将涉及满足EN 14181的要求，其中包括执行QAL2、实施 QAL3措施以及随后执行年度监督测试(AST)。CEMS的校准将要求监测运营商增设每种污染物的排放限值 (ELV)。

对于一些运营商来说，他们安装的CEMS已经具备温室气体监测能力——例如，采用FTIR的分析仪能够监测CH₄、CO₂和N₂O。根据ENTS17405的CO₂和ENISO21258的N₂O，FTIR 被认为是第二优先选择。对于CO₂和N₂O的测量，非分散红外 (NDIR) 是标准参考方法 (SRM)。

Signal Scientech碳(GHG)排放连续监测解决方案

系统概述：希戈纳碳连续排放监测

希戈纳新一代PULSAR系列气体过滤相关非分光红外线分析仪，由希戈纳科技集团研发完成。

此项研发建立于希戈纳科技集团现有的非分光红外线分析仪，在精确度及灵敏度方面需要实质性的改善，在量程方面也需要扩展，以满足精准稳定的测量。这要求在现有设计上作出10倍提升。研发侧重于旋转过滤器计时、气体过滤室稳定性所产生的测量误差，以及源自现有预放大器电路设计、电晶体红外监测器的电子误差。

PULSAR名称源自太阳系中的脉冲星。脉冲星发射的射频脉冲精确度超过原子钟。这也是我们新设计的标志之一。新设计在性能方面有了10倍提升。因此我们可以为用户的测量提供专业的智能红外线气体分析仪，并且优于其他任何测量方式。

这项研究创造出新一代非分光红外线分析仪，在设计方面超过以往所有产品，在精准及存储方面也提供了可满足多样需求的方案。同时，新一代非分光红外线分析仪也将用于碳排放监测。

目前希戈纳科技该类装置已在多个国家得到了广泛应用，在火电厂、冶金、石化、建材等行业有大量成功业绩，收到了良好效果。作为精确和稳定的气体测量方案的专业供应商，他们都受益于希戈纳的气体分析解决方案。我们通过强大的销售网络和技术支持让使用我们产品的用户安心,遍布全球35个国家的代表处，其人员经过希戈纳公司的严格的技术培训，因而有力保证了客户终身享有希戈纳专业的技术与服务，我们各国的代表处为客户提供各类服务包括应用技术指导，委托服务，日常维修，故障排除等。

年度监控测试

• EN14181的一部分要求运营商验证排放

• 监控设备正常运行并审核线性等性能指标

• MERTS800C设计了专门用于此目的的稀释系统，允许从现有量程和零校准气体产生11个点

• 精确到0.2％的点，该系统确保线性度到更高的精度

• 比使用11个不同浓度气体的气瓶更低的成本

• 821S型动态稀释器经过UKAS校准和论证

• 可供购买或租赁

主要技术特点

• 先进的碳连续测量系统，用于测量CO₂、CH₄、CO、 N₂O

• 强大的自我诊断功能与主要仪器部件故障警报功能，及时反馈信息，便于操控

• MERTS800C产品是模块化的，抽取式分析仪系统解决方案，用于连续排放所涵盖的应用

• 能够存储十年数据的完整数据

• 以太网网络链接，用于将数据提取到单独的报告计算机

• 合规性报告的数据分析和报告软件

• 更高的准确度和灵敏度-抽取式技术与气体匹配，以优化准确度、灵敏度并尽量减少干扰

• 易于校准和维护

• 与远程数据和控制系统轻松连接

• 通过在线帮助屏幕轻松配置和操作

• 完整的系统和分析仪诊断，带有清晰的文本信息

• 在线计算的报警和超标

• 整体式记录器和报告生成器

“PULSAR ”提供了高等级的线性度（10000:1极差率）

• 高分辨率

• 可选的“盲法”控制 （没有箱内显示屏）

• 模块化设计

• 全软件校准

• 坚固的且模块化的设计

• 用户界面是触摸屏

• *远程控制和反馈

• 选择抗溶剂、抗腐蚀的检测池

• 通过可移动的SD卡片，进行无限的箱内数据记录

• 全球通用电源

• 盘面装配技术

• 多达5个分析仪通道

• 每秒20个样气

• 24比特 ADC（模拟数字转换器）

• 逻辑分析

• *状态监测和指示

碳连续监测系统的组成

MERTS800C碳连续排放测量系统，在行业内得到广泛认可与应用，针对连续排放烟气中气态物质、流速等的测量，实现碳排放物的量化控制。

该系统核心通常可由以下相对独立的部分组成：

• 碳监测子系统

• 排放参数测量子系统

• 流量检测系统

• 其它附加测量参数

• 数据采集处理系统

碳排放连续测量系统

该系统基于希戈纳 PULSAR分析仪表，以希戈纳科技公司强大的系统集成能力为依托，性能稳定、优良。

• 测量原理：红外分析（NDIR）

• 测量方式：抽取式

• 系统结构：

- 监测分析系统：取样探头组件（烟道直接安装）、样品传输单元、预处理单元、分析仪表单元

- 测量子分析系统：流量、温度、流速等

• 分析参数（可根据用户的要求选择测量参数和测量范围）：CO、CO₂、N₂O、CH₄

烟气流量检测系统

• 选用热式气或微压差式气体流量计

• 适用温度范围广

• 流速量程大

• 测量精度高

其它附加测量参数

• 温度、压力测量仪表

• 选用专业湿度仪

数据采集处理系统

• 显示：过程显示，操作显示，曲线显示，棒图显示等

• 报警：报警收集，显示和确认

• 报表：用户报表等

• 数据管理：短期及长期数据存储等

• 系统数据采集率：大于 95%

获得认证

• 获得CE、c-Tick 的、CSA-C/US、EN61010-1、 EN61326、MCERTS、NAMUR、SIL认证

• CPA、CCEP中国环保认证

校准

CEMS可以使用标准气体进行校准，但为了减少温室气体测量不确定性，最佳方法是用动态校准仪来校准运行中NDIR分析仪。

NDIR分析仪利用红外线对各种气体具有特异性。例如，希戈纳生产的NDIR分析仪在一台仪器中具有CO₂和N₂O双参数功能。该分析仪具有单独的气体样品池，其测量范围（气室长度）专为测量的气体和范围而设计。具有气体过滤器相关性的NDIR分析仪，例如'Pulsar' 系列，为被测气体提供高水平的特异性，因为它们使用目标气体作为光学过滤器。因此，该气体吸收的 IR 光谱中的所有波长都将从光谱中移除，留下一个良好的样品的吸收光谱。因此，样品中的其他气体（例如 H₂O）不会产生交叉干扰。

气体组分核心分析部件

PULSAR红外气体分析仪

新一代PULSAR提供最佳性能，拥有市场上现有的超低漂移，使其成为低测量量程软件或者高准度测量的理想设备。监测器的GFC设计避免了与其他气体的交叉灵敏，同时也避免了污染所带来的风险。其低成本、低维护的特点设置适用于低浓度测量。气体相关滤波是非分光红外类型的燃烧气体分析中专业的。取代了双光束样气室，改为利用独立的参考样气室。这个方法下，样气及参考气体仅利用一个气室。这个方法降低了因气体室污染而造成的差异。利用气体相关滤波，我们在滤光片转盘中加入干扰气体例如H₂O, CO₂来排除这些气体在测量时（例如现有气体状态下低浓度CO）造成的影响。